Анодирование алюминия в черный цвет

Анодирование алюминия в домашних условиях

Сущностью процесса анодирования является наращивание оксидного покрытия, которое на алюминии и его сплавах выполняет защитную функцию от воздействий среды. Другое название – анодное оксидирование. Кроме того, оксидирование применяют для повышения эстетичности внешнего вида изделий.

Устраняются поверхностные дефекты– небольшие царапины, мелкие сколы. Можно имитировать покрытие драгоценными металлами или повысить адгезивные свойства. Покрытие можно наносить не только на производстве, но и дома.

Анодирование алюминия в домашних условиях пользуется большой популярностью у домашних умельцев. В изделиях, подвергнутых анодному оксидированию, повышается стойкость защитного покрытия.

Общие сведения о технологии анодирования

Технология анодирования алюминия схожа с гальванической обработкой. Оседание ионов оксидов раствора на заготовке происходит в жидком электролите при высоких или низких температурах. Использование нагретого раствора возможно в промышленных установках, где есть возможность тщательного контроля и регулирования напряжения и силы тока в автоматическом режиме.

В домашних условиях обычно пользуются холодным методом. Данный способ достаточно прост, не требует постоянного контроля, а оборудование и расходные материалы — доступны. Для приготовления раствора можно использовать электролит, применяемый в свинцовых автомобильных аккумуляторах. Он продается в каждом автомагазине.

Высокая прочность защитной оксидной пленки зависит от ее толщины, которая в домашних условиях получается при обработке в холодном растворе. Наращивание производится ступенчатым регулированием рабочего тока.

Оксидирование алюминия в черный цвет относится к цветному анодированию. Черный цвет получают в два этапа. Вначале наносится бесцветная пленка электролитическим способом, а затем заготовку помещают солевой раствор кислот. В зависимости от кислоты цвет может быть от бледной латуни до насыщенного черного. Черный алюминий широко используется в строительстве и отделке.

Подготовительный процесс

Для получения гладкой поверхности на стадии подготовки необходимо заготовку отполировать. С помощью войлочного или другого полировального круга устраняются царапины, затягиваются большие поры. Отсутствие микронеровностей снижает вероятность появления прогаров. Анодная пленка не способна скрыть внешние дефекты.

Перед анодированием алюминия необходимо определиться с размерами обрабатываемых деталей. Получаемый слой имеет толщину 50 микрон, поэтому на обработанную резьбу невозможно будет накрутить гайку. Если же детали соединяются с помощью посадки, то не стоит забывать, что после анодирования детали шлифовке не подлежат.

Проведение анодирования в домашних условиях

Для проведения процесса необходимы емкости. Емкости для анодирования должны соответствовать размерам деталей, быть чуть больше. В связи с чем обычно пользуются несколькими ваннами. Материал емкостей – алюминий. Но если изделия небольшого размера, то подойдут пластиковые контейнеры. Только на дно и вдоль стенок необходимо уложить алюминиевые листы. Это необходимо, чтобы создать ток равномерной плотности по всему объему.

Электролит нуждается в изоляции от внешнего воздействия тепла. При нагревании его придется менять. Для исключения нагрева емкости снаружи покрываются слоем теплоизоляции. Ее можно обклеить пенопластом до 50 мм толщиной или, поместив в короб, заполнить свободное пространство монтажной пеной.

Раствор серной кислоты получают путем разбавления электролита для автомобильных аккумуляторов дистиллированной водой в пропорциях один к одному. Купив канистру емкостью 5 литров, раствора можно получить 10 литров.

Смешивание, когда в кислоту добавляется вода, сопровождается обильным тепловыделением, и она буквально вскипает разбрызгиваясь. Поэтому в целях безопасности серную кислоту вливают в емкость с водой.

Перед началом анодирования алюминия его подвергают химической подготовке. Химическая подготовка – процесс обезжиривания. В промышленных условиях обработку проводят едким натром или калием. Но в домашних условиях лучше пользоваться хозяйственным мылом. Зубной щеткой и мыльным раствором с поверхности хорошо удаляются загрязнения. После чего сначала заготовки промываются теплой водой, а затем — холодной.

Альтернативой хозяйственному мылу служит стиральный порошок. Растворив его в закрытом пластиковом контейнере и поместив туда обрабатываемые детали, необходимо интенсивно встряхнуть. Затем детали промываются и просушиваются потоком горячего воздуха. Активный кислород, содержащийся в стиральном порошке, защищает обезжиренные изделия, даже если их взять голыми руками.

Подготовка электролита

Растворы кислот считаются небезопасными реактивами, поэтому для проведения анодирования алюминия в домашних условиях прибегают к другому типу раствора. Для его приготовления используют соль и соду, которые всегда есть под рукой.

Для приготовления электролита берут две пластмассовые емкости. В них наводят солевой и содовый составы, соблюдая пропорцию: на порцию соли или соды 9 порций дистиллированной воды.

Анодирование в домашних условиях

После растворения компонентов раствор выдерживается с целью оседания не растворившихся частиц на дно. При переливании в емкость для анодирования его необходимо процедить.

Способы анодирования алюминия

Разработано несколько способов обработки алюминиевых сплавов, но широкое применение нашел химический способ в среде электролита. Для получения раствора используют кислоты:

серную;
хромовую;
щавелевую;
сульфосалициловую.

Для придания дополнительных свойств в раствор добавляют соли или органические кислоты. В домашних условиях в основном используют серную кислоту, но при обработке деталей сложной конфигурации предпочтительнее использовать хромовую кислоту.

Процесс происходит при температурах от 0°С до 50°С. При низких температурах на поверхности алюминия образуется твердое покрытие. При повышении температуры процесс протекает значительно быстрее, но покрытие обладает высокой мягкостью и пористостью.

Технология твердого анодирования алюминия

Кроме химического метода в некоторых случаях используются следующие методы анодирования алюминия:

микродуговое;
цветное:
1. адсорбцией;
2. опусканием в электролит;
3. опусканием в красящий раствор;
4. гальваникой;

интерферентное;
интегральное.

Теплое анодирование

Способ теплого анодирования используется для получения основы под покраску. Покрытие пористое, но за счет этого обладает высокой адгезией. Нанесенная сверху эпоксидная краска надежно защитит алюминий от внешних воздействий.

Недостатком считается низкая механическая прочность и коррозионная стойкость покрытия. Оно разрушается при контакте с морской водой и активными металлами. Данный способ можно произвести в домашних условиях.

Процесс протекает при комнатной температуре или выше (не более 50°С). После обезжиривания заготовки устанавливаются на подвесе, который удерживает их в растворе электролита.

Анодирование продолжается до тех пор, пока на поверхности не появится покрытие молочного цвета. После снятия напряжения заготовки промываются в холодной воде. Затем детали подлежат окрашиванию. Красят их путем помещения в емкость с горячим красителем. После чего полученный результат закрепляют на протяжении 1 часа.

Методы цветного анодировния алюминия

Холодная технология

Для проведения анодирования алюминия необходимы:

источник питания 12 В (АКБ, стабилизатор);
алюминиевые провода;
реостат;
амперметр;
емкости для растворов.

Холодная технология отличается тем, что рост анодированного покрытия со стороны металла протекает с большей скоростью, чем его растворение с внешней стороны.

Вначале проводятся подготовительные работы, описанные выше. Затем детали необходимо закрепить. Не следует забывать, что под крепежным элементом пленка не образуется. А подвешенные заготовки при опускании в емкость не должны касаться стенок и дна.

К деталям от источника питания подключается анод, соответственно к емкости катод. Плотность тока подбирается в пределах 1,6-4 А/дм2. Рекомендуемые значения 2-2,2 А/дм2. При малых значениях процесс будет протекать медленнее, а при больших может возникнуть пробой цепи и покрытие начнет разрушаться.

Не рекомендуется, чтобы температура электролита поднималась выше 5°С. При анодировании электролит нагревается не равномерно. В центре он теплее, чем в углах емкости, поэтому необходимо постоянное перемешивание.

Продолжительность анодирования при холодном способе составляет около получаса для небольших элементов. Для крупных деталей продолжительность может составлять 60-90 минут. На окончание процесса указывает измененный цвет на поверхности алюминиевого изделия. После отсоединения проводов деталь промывается.

Закрепление результата

Качество анодирования алюминия зависит от завершающего этапа – закрепления покрытия. Для этого после нанесения покрытия и промывки детали помещают на четверть часа в раствор марганца. После выемки необходимо детали промыть под горячей и холодной водой для удаления из пор остатков раствора.

Перед окрашиванием необходимо закупорить микроскопические поры на пленке. Для чего изделия кипятят в дистиллированной воде в течение 30-40 минут.

Чернение алюминия в домашних условиях: средства, методы, порядок действий, советы

27 Ноября, 2018
Разное
Тамила Гресько

Ввиду того, что большинство марок стали подвержено коррозии, при контакте с водой они начинают ржаветь. Также это может произойти, если изделие находится в помещении с повышенной влажностью воздуха. Конечно, коррозийный процесс можно предотвратить, если каждый раз стальную поверхность вытирать насухо. Преимущественно на металлические изделия наносят при помощи кисточки или путем напыления антикоррозийную краску.

Однако это не решение проблемы, если в конструкции предусмотрены резьбовые соединения или имеются подвижные детали. Оптимальным вариантом в таких случаях станет процесс воронения. Несмотря на то что ржавчина на алюминии не образуется, судя по отзывам, бывает, что владелец хочет этот металл зачернить. Для этой цели также можно посоветовать данную процедуру. Ее еще называют синением. Но если придерживаться технической терминологии, то этот процесс правильнее называть оксидированием. Как зачернить алюминий? Что для этого понадобится? Информацию о том, как выполнить чернение алюминия в домашних условиях, вы найдете в данной статье.

В чем суть процедуры?

Прежде чем приступить к чернению алюминия в домашних условиях, следует разобраться, в чем же заключается смысл данного процесса. Как утверждают специалисты, его суть в том, чтобы создать такие условия, в которых на металлической поверхности образовалась бы пленка из окиси железа. В зависимости от того, какой способ воронения алюминия был выбран, толщина ее может составлять от 1 до 10 мкм. Воздействовать на металл можно тремя способами. Следовательно, чернение алюминия в домашних условиях бывает термическим, кислотным и щелочным. В первом случае изделие подвергается нагреву, а в двух остальных оно обрабатывается в соответствующем растворе. В ходе воронения на поверхности будут меняться цвета побежалости. Мастеру достаточно лишь определиться с нужным цветом окисления и вовремя остановить процесс.

О хлористом железе

Судя по отзывам, некоторые домашние умельцы вытравливают печатные платы и получают таким образом жидкость для чернения алюминия. Далее в эту отработку опускают на определенное время блестящие металлические детали. Тем, кто интересуется, как выполнить чернение алюминия в домашних условиях, можно посоветовать не усложнять процесс вытравливанием плат, а сразу обзавестись хлорным железом для изготовления нужного раствора. Работать данным методом можно как с алюминием, так и с дюралью, сталью и латунью.

Судя по отзывам, лучше всего чернятся алюминиевые поверхности. С дюралевыми дело обстоит несколько хуже. Стальные, как утверждают мастера, практически не чернятся. Однако на них образуется специфический налет, который можно спутать с ржавчиной. Тем не менее стальная поверхность уже не так блестит и смотрится гораздо лучше. Латунные изделия после обработки в хлористом железе также черными не становятся, но приобретают матовый красноватый оттенок.

Как воронить хлористым железом? С чего начать?

Если обработке подлежат алюминиевые изделия небольших размеров, то можно ограничиться 15-20 граммами этого вещества. Чернение алюминия в домашних условиях посредством хлористого железа состоит из нескольких этапов. Прежде всего следует все подготовить к работе. Сначала хлористое железо разводится водой. Важно, чтобы смесь было удобно намазывать. Чтобы она была густой и не растекалась, воды нужно брать небольшое количество. Далее раствору необходимо дать время настояться. За это время можно подготовить к воронению непосредственно само изделие: с его поверхности счищают грязь и пыль, а далее обезжиривают. Судя по отзывам, его достаточно помыть под краном с мылом.

Ход работы

Если раствор приготовлен, а алюминиевая поверхность очищена, можно приступать непосредственно к воронению. Работать придется палочкой с намотанной на одном конце ватой.

Этой палочкой зачерпывают смесь и наносят на нужный участок. При этом нужно следить, чтобы она не растекалась, а оставалась на месте. После изделие на некоторое время следует оставить, не мешать химической реакции. Чтобы она протекала быстрее, хлористое железо специалисты рекомендуют разводить теплой водой. Как утверждают домашние умельцы, алюминий почернеет уже через 10 минут. Дюралевые изделия придется воронить дольше – химическая реакция займет полчаса.

Читать еще: Производство алюминиевых листов в России

Завершающий этап

В результате воронения хлористым железом поверхность должна получиться темно-серой с матовым оттенком. Несмотря на то что вороненый алюминий уже не дает бликов, может случится так, что сам цвет мастера не устраивает. В таком случае деталь промывается и процедура повторяется снова. Можно попробовать раствор подержать подольше. В конце изделие снова моют в воде и сушат.

Как чернить оливковым маслом и яичным белком?

Суть данного метода в следующем. Сначала деталь из алюминия тщательно полируется мелкозернистой наждачной бумагой. Далее обезжиривается в содовом растворе. Затем на изделие наносят оливковое масло и нагревают при помощи спиртовой лампы. Очень важно, чтобы пламя не давало копоти. Термообработку следует выполнять до тех пор, пока на поверхности не проступит черный цвет. За это время масло выгорит и его придется нанести повторно. Как утверждают специалисты, намазывать деталь придется часто. После поверхность охлаждается и тщательно вытирается. От данной процедуры практически не отличается метод с использованием яйца. Разница лишь в том, что на поверхность следует наносить не оливковое масло, а сбитый яичный белок. Желательно, чтобы перед воронением он настоялся в теплом месте пару дней. Когда на детали он достаточно подсохнет, ее начинают нагревать до красна. В конце белок должен отстать, а алюминий под ним окрасится в черный цвет.

О меднении

Для окрашивания поверхности предусмотрен гальванический способ. Благодаря медному слою внешне изделие получится более привлекательным. Это объясняет, почему медное гальваническое покрытие используется преимущественно в дизайнерских проектах. Кроме того, слой меди обеспечивает металл высокой электропроводностью. Меднение может быть основным процессом, задача которого – создать поверхностный слой. Также данный гальванический способ используют в качестве промежуточной операции, когда требуется нанести на поверхность другой металлический слой. Например, если нужно выполнить серебрение, хромирование и никелирование.

Что понадобится для работы?

Как утверждают мастера, чернить алюминий данным способом можно дома. Однако прежде нужно обзавестись необходимым оборудованием и материалами. В первую очередь готовят источник электрического тока. Для этой цели вполне подойдет батарейка КБС-Л, рассчитанная на 4,5 вольт. Некоторые умельцы рекомендуют 9-вольтовые батарейки «Крона». Можно также воспользоваться автомобильным аккумулятором или маломощным выпрямителем на 12 вольт.

Чтобы была возможность регулировать и плавно остановить процесс, понадобится реостат. Раствор электролита будет содержаться в нейтральной стеклянной емкости или пластиковой широкой посудине. Подвести ток к раствору можно будет посредством анодов.

Как приготовить раствор?

Для качественной гальваники нужно запастись следующими химическими реактивами:

Медным купоросом. Достаточно будет 20 г.
Соляной или серной кислотой (2-3 мл).

Для приготовления электролитного раствора эти вещества растворяют в дистиллированной воде. Специалисты советуют использовать не менее 1 литра. Подробнее о том, как осуществить в домашних условиях чернение алюминия медным купоросом, – далее.

Описание процесса

Судя по отзывам, процедура пройдет без проблем, если придерживаться следующей очередности действий. Первым делом деталь очищается и обезжиривается. Затем изделие нужно опустить в пустую емкость. Теперь к алюминию можно подключить отрицательную клемму. В отдельной емкости готовится раствор электролита. Далее с одного конца многожильного медного провода снимается изоляция. Должно получиться нечто наподобие кисточки.

Вторым концом провод соединяют с положительной клеммой. Процедура чернения состоит в том, что кисточку смачивают в приготовленном растворе, и не касаясь обрабатываемой детали, проводят по ее поверхности. В конце изделие из алюминия моют и сушат.

Сообщества › Кулибин Club › Блог › Анодирование в «домашних» условиях.

Все работы по анодированию проводятся с использованием защитных средств, респиратор, очки и защитные перчатки, ибо работаем пусть и с разбавленной, но с кислотой и щелочью! В идеале в проветриваемом помещении. Соблюдаем ТБ!

Первоначально готовим саму деталь, механическая полировка, чем «чище» поверхность те более глянцевая будет деталь, можно применять и химическую полировку, но этот процесс еще более вредный для здоровья, нежели сама анодировка, поэтому выводим деталь на полировальном круге и другими средствами.

Для подвеса детали в рабочей ванне необходимо использовать алюминиевые токоподводы, никаких посторонних металлов, в идеале на детале можно оставлять конструктивный выступ, для подключения, но при его спиливании будет не покрытое место, я воспользовался конструктивными резбовыми отверстиями, на куске алюминиевого провода нарезал резьбу и просто вкрутил в эти отверстия, получается хороший, плотный контакт.

Толщину токоподвода надо подбирать с учётом силы тока, необходимого для анодирования, иначе проводник начнёт греться в месте контакта, а как следствие на нём пойдёт бурная реакция и его начнёт растравливать и уменьшать его сечение, и так в геометрической прогрессии, до полного растворения :)) (в одной из попыток так и произошло из-за плохого контакта)

Перед погружением в электролит деталь необходимо обезжирить, способов море, от Пемолюкса и прочих порошков, до средства КРОТ, намой взгляд КРОТ самое близкое к нужному, это слабый раствор щёлочи NaOH с добавлением ПАВ.
Я обезжиривал в чистом растворе NaOH+вода, концентрацию точно не замерял, но чем насыщенее раствор, тем быстрее будет процесс просто. Посути раствор растворяет тонкий слой оксида алюминия, так сказать «естественное» анодирование, окисление поверхностного слоя на воздухе, так что сильно с травлением не стоит затягивать, иначе начнёт растравливать саму деталь ))

В процессе травления идёт бурное выделение газов (кажется водорода) работать только в защитной маске и остерегаться попадания раствора на кожу, ибо ожог не хуже чем от кислоты будет.

После травления к детале уже прикасаться нельзя, иначе от прикосновений остаются жирные следы и как следствие неравномерное покрытие, пятна и прочие радости, после промывки от раствора щелочи под проточной водой клал деталь в чашку с водой, в идеале дистиллированной, что бы на неё ничего не попало, пока готовимся к следующему этапу.

Что касатся рабочей ванны можно использовать эмалированную (без сколов) или пластиковую посудину, но тогда дно и стенки придётся «выкладывать» из свинца или иного стойкого к электролиту материала, эти пластины выполняют роль катода.
Так же необходимо позаботиться об охлаждении рабочей ванны, в процессе хим реакции электролит будет нагреваться.
Я использовал 2 титановые гофты (квадратная банка) получается вся площадь гофты является катодом, что весьма положительно влияет на равномерность нанесения, ток более равномерный по пповерхности детали, ну и титану кислота не помеха.
Так же была организованная Водяная баня, только в обратную сторону, для охлаждения, вода проточная со скважины.

В качестве электролита взят Электролит для аккумуляторных батарей, разбавленный в пропорции 1:1 дистиллированной водой. При приготовлении раствора электролита соблюдаем ТБ и льём не разбавленный электролит в дистиллированную воду (Соблюдая правило Кислоту в Воду, дабы избежать закипания)

После смешивания электролит нагреется, остужаем его градусов до 15-20, и впринципи поддерживаем такую температуру, от 10 до 25 градусов, это будет «Тёплое анодирование» которое позволит в дальнейшем окрасить деталь красителем для ткани и им подобными.
Если температура будет ниже, близкая к 0, то мы получим «холодное» анодирование, слой будет плотнее и прочнее, но красителем его уже не окрасиш, поры слишком плотные будут, возможно получиться окрасить Химическим способом, но я пока такой не осваивал, поэтому в домашних условиях проще добиться Теплого анодирования.
Пока деталь плавает в воде, подключаем токоподвод к источнику тока.
В качестве источника тока лучше использовать блоки со стабилизацией по току, что бы не бегать и не следить за током, чем больше площадь детали, тем более мощный придётся искать блок.
Площадь данной детали, примерно, составила 490см2, плотность тока должна быть 15-20мА на см2 итого получаем тока 7,3-9,7А при напряжении 12в, хотя в процессе роста оксидной плёнки напряжение может подрости, я брал источник с параметрами 20А и 30в максимальные значения.
При Холодном анодировании для поддержания заданного тока может потребоваться напряжение гораздо больше чем 12в, ибо чем плотнее слой, тем больше его электрическое сопротивление.

На следующих этапах соблюдаем главное правило: «Погружение в раствор и доставание из раствора детали ТОЛЬКО при включенном источнике тока!»
Иначе кислота начнёт разъедать деталь и загрязнять раствор…
Погружаем деталь в раствор, при включенном источнике тока, достаточно самого минимального значения, просто что бы между анодом и катодом было напряжение! Опять же не забываем про маску, очки и перчатки!

Зачем размещать деталь под углом, при строго горизонтальном расположении шайбы было замечено, что торцы покрываются более плотным слоем чем плоскости, плюс если имеются не сквозные отверстия, деталь необходимо размещать так, чтобы а)электролит полностью их заполнил и б)чтобы из них мог выходить газ скапливающийся в процессе, иначе может образоваться газовый пузырь, который вытиснит электролит, и соответсвенно в этом месте деталь не покроется оксидным слоем.
Ну и по возможности деталь должна быть равноудалена от катода, тоесть стенок ванны.

Вокруг детали начнётся активное выделение пузырьков газа, кислорода, сам по себе он не особо вреден, а вот аэрозоль кислоты, образующаяся при лопании пузырьков, когда они доходят до поверхности, весьма вредно вдыхать, поэтому накрываем всё это хозяйство.

Как только накрыли крышкой, выставляем на блоке питания необходимый ток и засекаем минут 40-60

Пока ждём начинаем готовить раствор красителя, в качестве красителя можно использовать анилиновы красители разбавленные в воде или краску для заправки картриджей для струйников.
Я использовал вчастности Colouring для устройств Canon/Epson/HP/Lexmark продаётся в ДНС по 200-300р за 100мл, бывает Голубой (Cyan), Пурпурный (даёт цвет от красного до фиолетового) (Magenta), Желтый и Чёрный, так же есть Светло-голубой и Светло-пурпурный.
С голубым у меня получилось, желтый и чёрный не пробовал, а вот Magenta не захотел красить пробник почему-то.

Я разбодяживал 2 пузырька примерно на 3л воды, далее подогреваем этот раствор до 60градусов.
Все работы лучше проводить в резиновых перчатках, отмывается эта дрянь с рук очень плохо!

Периодически посматриваем как идёт процесс, раствор становится мутным от обилия пузырьков, но больших пузирей не должно быть!

При анодировании крупных деталей (ну или большого количества мелких 😉 ) возникает проблемка, за которой необходимо следить.
На одной фото обратил внимание на красный налёт на стенках ванны, это медь из сплава Д16Т выходит в раствор и осаждатся на стенках, когда деталь большая, слой становится толстым и отпадает от стенок и начинает бултыхаться какое то время в растворе, пока не растворится и снова не выпадит на стенках, НО за время своего бултыхания эти частицы попадая на поверхность детали устраивают местные прогары, что визуально видно как чёрные полоски как от электроразрядов…
Поэтому необходимо периодически сливать электролит, промывать ванну в воде и счищать медь со стенок.

После окончания процесса Анодирования, не отключая источник тока достаём деталь из раствора.

Далее следует чательная промывка детали в проточной воде, дабы смыть остатки окислительных процессов и вымыть электролит из пор, так же как и ранее ДЕТАЛЬ НЕЛЬЗЯ ТРОГАТЬ РУКАМИ максимум в резиновых перчатках или кистью аккуратно промываем.
Один раз попробовал промывку в слабом растворе щелочи, для нитролизации кислоты, но тут надо очень быстро и аккуратно и снова под проточную воду.
Я некоторое время выдерживал деталь в проточной воде, пока отцеплял от блока питания и возился с краской.

Читать еще: Как запаять алюминиевый радиатор в домашних условиях?

Дальше чистую деталь помещаем в горячий краситель, степень окраски зависит от концентрации раствора, времени выдержки в растворе, и оксидного слоя.
Поэтому при попытке окрасить несколько Больших деталей очень сложно попасть в цвет, ибо слишком много факторов влияющих на это, в этом плане только чёрный цвет самый простой вариант, держим в растворе минут 15, и он точно будет чёрный (точнее коричневато-чёрный)
После того, как получили нужный нам цвет, опускаем деталь в кипяток и варим её так минут 30, воду тоже лучше использовать дистиллированную.
Кипятим деталь для того, чтобы закрыть поры и краска осталась внутри, при проварке часть краски перейдёт в воду и деталь может немного осветлиться, это опять же камень в огород повторяемости цвета на нескольких одинаковых деталях…
В итоге после долгих мучений и экспрементах на «кошках» должно получиться что то подобное 🙂

Всем мира, счастья и с наступающим НГ, и не забываем При работах с кислотами шелочами обязательно использование защитных стредств!

Анодирование алюминия. Технология и реактивы анодирования

В статье приведены основные принципы процесса анодирования алюминия, теоретические основы процесса. Рассмотрены основные растворы, использующиеся для анодного оксидирования, приведены характеристики анодной пленки в зависимости от используемых реактивов и параметров технологического процесса. Рассмотрены составы для получения цветных анодных пленок.

Содержание:

Принципы процесса анодирования

Процесс электрохимического оксидирования алюминия и его сплавов в растворах серной, хромовой, щавелевой кислот и их смесей получил название анодирование алюминия. Несмотря на кажущуюся простоту процесс анодирования имеет множество вариантов, которые оказывают непосредственное влияние на характеристики и качество оксидной пленки. На внешний вид и структуру покрытия влияет и состав алюминиевого сплава, а корректировка электролита позволяет в широких пределах менять свойства покрытия. Качество и наличие примесей в составе электролита также может иметь решающее значение.

Анодирование значительно отличается от процессов нанесения гальванического покрытия на металлы (электрохимического осаждения) при которых защитный или декоративный слой металла наносится на поверхность металлического изделия, так как является процессом преобразования основного металла, в результате которого меняется внешний вид и характеристики поверхности.

Применение анодирования

Применение анодирования — это тема отдельной статьи, в любой отрасли где в той или иной мере используются изделия из алюминия или его сплавов и требуется изменение каких-либо качеств металла анодирование является оптимальным и зачатую единственным решением.

Приведем перечень основных областей применения анодирования:

Тонкие окисные пленки используются в качестве основы для нанесения органических и неорганических покрытий (краски или лака).
Цветное анодирование. Применение различных окрашивающих электролитов позволяет получить широкую гамму оттенков и цветов поверхности алюминиевого изделия. В качестве добавок используются соли никеля, кобальта или олова. Получаемые оттенки от светло-бронзового до черного.
Повышение износостойкости. Оксидные покрытия на алюминии значительно тверже основного металла. Твердое анодирование широко применяется для деталей, работающих на истирание при небольшой нагрузке, а также для повышения коррозионной стойкости изделий.
Электрическая изоляция. Оксидная пленка по сравнению с органическими изоляционными материалами обладает не только высокими изоляционными свойствами, но и обладает значительно большей теплостойкостью.
Получение уплотненной поверхности с высокими антифрикционными свойствами. (смазочное покрытие).

Выбор электролита анодирования

Как указывалось выше, на свойства оксидной пленки, полученной методом анодирования оказывает влияние множество факторов – тип алюминиевого сплава, способ предварительной обработки поверхности детали , режим анодирования и тип финишных операций. Определяющее значение имеет и состав электролита. В основном используются кислотные электролиты (щелочные могут быть применены в отдельных случаях при специальных видах анодирования). Основной кислотой является серная, на ее основе готовится подавляющее большинство электролитов анодирования. Для получения специальных видов покрытий используются другие кислоты.

Анодирование в сернокислом электролите

Анодирование в серной кислоте позволяет получить полупрозрачные, бесцветные покрытия толщиной около 35 мк. Если процессу анодирования предшествует процесс глянцевания поверхности деталей, покрытия получают высокие декоративные качества (блестящее анодирование). В серной кислоте получают также пластичные анодные пленки, которые не разрушаются при формовке изделий.

Концентрация серной кислоты и температура электролита

Концентрация серной кислоты для анодирования в промышленных условиях принимается в диапазоне 8-35% (по массе). В концентрированном растворе анодная пленка получается мягкой и пористой, эластичность пленки высокая. Классической является концентрация 15% (по массе). Температуру в процессе анодирования задают в пределах от 18 0 С до 25 0 С. В большинстве случаев принимается температура в 20 0 С. С применением серной кислоты получают также твердые анодные пленки, в этом случае процесс анодирования проводится при низких значениях температур (от -5 до +5 0 С).

Контроль температуры в процессе анодирования является обязательным, от температуры зависит плотность тока и скорость растворения пленки, что в свою очередь оказывает прямое влияние на качество и характеристики покрытия. Для того, чтобы избежать локального перегрева раствора электролита используют специальные перемешивающие устройства.

Напряжение и плотность тока

При анодировании в серной кислоте используется стандартный выпрямитель с выходным напряжением до 24 вольта. При стандартном режиме сила тока составляет 16 вольт при плотности тока 1,5 а/дм 2 . Для получения коррозионностойких пленок большой толщины напряжение силу тока поднимают до 18 вольт, а при обработке сплавов алюминия с кремнием до 22 вольт. В отдельных случаях, например, при анодировании рулонного материала или проволоки используется переменный ток. Использование пониженной плотности тока позволяет получать тонкие, прозрачные окисные пленки, превосходящие по прозрачности пленки аналогичной толщины, полученные при стандартных значениях плотности тока.

Длительность процесса

Продолжительность процесса анодирования зависит от требуемых значений толщины пленки, а также используемой плотности тока. Для чистого алюминия это соотношение можно предложить в виде:

Толщина пленки, мк. = (Плотность тока, а/дм 2 Х Время, мин.)/3

Соотношение является приблизительным, т. к. на продолжительность процесса может зависеть от типа сплава и режима обработки.

Рабочий процесс

Технологический процесс анодирования отличается от процессов нанесения гальванических покрытий прежде всего тем, что рассеивающая способность электролитов анодирования значительно выше, чем у электролитов, использующихся при процессах хромирования, меднения, цинкования или никелирования металла. Эффективная рассеивающая способность при активном перемешивании позволяет получать равномерные по толщине пленки на всей поверхности изделий, включая внутренние поверхности отверстий и пазов.

В остальном технологический процесс анодирования аналогичен процессам электрохимического нанесения покрытий – изделия погружают в предварительно нагретый электролит на подвесах или зажимах, детали не соприкасаются друг с другом, расстояние до катода должно быть не менее 15 см. (для габаритных изделий значения выше). Затем включается перемешивание раствора и подается ток. В обычных условиях площадь катода должна быть равна площади анода, сечение катода должно быть достаточным для обеспечения требуемой плотности тока.

По окончании процесса прекращают подачу тока и незамедлительно извлекают изделия из гальванической ванны. Изделия промывают в проточной воде и сушат.

Анодирование в хромовой кислоте

Хромовая кислота используется, если требуется провести анодирование ответственных алюминиевых деталей и узлов с тонкими стенками или с высокой точностью обработки. Растворение алюминия в хромовой кислоте ниже, чем в серной, снижение усталостной прочности металла ниже – пленка получается тонкой, непрозрачного серого цвета. Максимальная толщина окисной пленки достигает 10 мк., стандартная толщина от 2,5 до 5 мк.

Концентрация хромового ангидрида CrO₃ принимается в пределах от 2 до 15% (по массе). Температуру режима в большинстве случаев задают в пределах 25-40 0 С, активное перемешивание раствора электролита не требуется. При анодировании в 10% растворе хромовой кислоты температуру процесса поднимают до 54 0 С при напряжении 30 вольт для обеспечения плотности тока равной 1,2 а/дм 2 . Для сплавов, содержащих в своем составе медь или цинк напряжение задается в пределах 15-20 вольт при той же плотности тока. При анодировании в электролите низкой концентрации 3-5% (по массе) применяется специальный режим подачи напряжения и процесс проходит циклами. Данный режим используется для обнаружения дефектов поверхности изделия или при формировании подслоя под покраску.

Анодирование в щавелевой кислоте

В растворе щавелевой кислоты получают пленки желтого оттенка, обладающие высокой износостойкостью. Этот метод один из первых открытых способов получения цветного покрытия. Износостойкость покрытия при истирании в два раза выше, чем при анодировании в серной кислоте. В процессе анодирования в щавелевой кислоте наряду с постоянным током с напряжением 30-60 вольт, используют режимы с переменным током. Для получения равномерного желтого или бронзового оттенка раствор интенсивно перемешивают. В остальном данный процесс не отличается от анодирования в серной кислоте. В качестве катодов могут быть использованы различные металлы – железо, свинец, нержавеющая сталь.

Другие растворы анодирования

В некоторых случаях используются электролиты, в которых оксидная пленка алюминия не растворяется – так называемые электролиты барьерного типа. С использованием растворов анодирования содержащих борную кислоту, виннокислый аммоний, борат аммония получают покрытия на деталях, использующихся в электроприборах (электролитических конденсаторах). Например, при обработке в растворе с боратом аммония получают пленки, имеющие пробивное напряжение 550 вольт. Также, данные виды электролитов используются при анодировании алюминия, осажденного в вакууме.

Алюминиевые детали, обработка которых подразумевает нанесение гальванического покрытия после анодирования обрабатывают в растворе, содержащем 25-30% фосфорной кислоты. Получаемые пленки имеют толщину до 6 мк., что связано с высокой растворимостью алюминия в фосфорной кислоте. Процесс проводят при цеховой температуре, плотности тока 10-20 а/мм 2 и напряжении 30-60 вольт в течение 10-15 минут.

Твердые пленки золотистого, коричневого или черного цветов получают при использовании раствора, содержащего 40-100 г/л сульфосалициловой кислоты и 30-60 г/л серной кислоты при температуре 30 0 С, плотности тока 2,5-3,5 а/дм 2 и напряжении до 80 вольт.

Снятие анодных покрытий

Удалить некачественное анодное покрытие можно только со всей поверхности изделия, частичное восстановление пленки в большинстве случаев невозможно. Покрытие, как правило снимают в растворах, содержащих едкие щелочи. Процесс проходит под строгим контролем основных режимов, т. к. такие растворы обладают высокой степенью воздействия на основной металл. Классическим и менее всего воздействующим на поверхность алюминия признают раствор, содержащий 35 мл/л фосфорной кислоты и 20 г/мл хромовой кислоты. Обработка проходит в течение 1-10 мин, в зависимости от толщины пленки при температуре 95-100 0 С. для снятия твердых анодных покрытий используют указанный раствор с повышенной два раза концентрацией, при этом поверхность алюминиевых сплавов, содержащих медь может окрашиваться в серый или черный цвет.

Повторная обработка изделий после удаления анодной пленки возможна после оценки состояния поверхности изделия, если чистота поверхности достаточна для нанесения покрытия и полирование не требуется, можно приступать к процессу незамедлительно.

Следует отметить, что при обработке деталей для которых необходимо точное соблюдение первоначальных размеров потребуется повторное анодирование с нанесением пленки большей толщины, чем была первоначально. Это связано с тем, что при снятии и повторном нанесении покрытия потери могут составлять от половина до двух третей первоначальной толщины пленки.

Цветное анодирование алюминия

Методы цветного анодированния алюминия

Алюминий и алюминиевые сплавы могут окрашиваться в различные тона и цвета, как в ходе самого процесса анодирования, так и после него. Обычные, наиболее популярные методы окрашивания анодированных алюминиевых профилей включают (рисунок 1):

адсорбционное окрашивание;
электролитическое окрашивание;
интегральное окрашивание;
интерференционное окрашивание.

Рисунок 1 – Методы окрашивания анодного покрытия

Адсорбционное окрашивание алюминия

Сотни красителей

Это метод применяется для сотен различных красителей. Алюминиевое изделие с бесцветным анодным покрытием, еще не наполненным, погружают в водный (редко – спиртовый) раствор, как правило, органического красителя. Интенсивность цвета зависит от количества красителя, поглощенного анодным покрытием. Поглощение красителя производится только на 3-4 микрона в глубину пор анодного покрытия. Затем покрытие подвергают уплотнению.

Читать еще: Как скрутить медь с алюминием?

Технология

Для хорошего окрашивания, а также высокой коррозионной стойкости требуется толщина анодного слоя не менее 15 мкм. Концентрация растворов красителей может составлять от 0,2-0,4 г/л для светлых тонов, до 10 г/л для насыщенных тонов. Обычно применяют горячие растворы красителей – от 55 до 75 ºС, а длительность окрашивания – от 5 до 15 минут, насыщенные цвета могут потребовать и 30 минут. Важным параметром для адсорбции красителя является рН раствора, оптимальный диапазон обычно составляет от 5 до 6.

Электролитическое окрашивание алюминия

Двухстадийное анодирование

Электролитическое окрашивание или «двухстадийное анодирование». Процесс заключается в погружении алюминиевого изделия с бесцветным сернокислым анодным покрытием, еще не наполненным, в кислотный раствор с одной или несколькими солями металлов, например, сульфатом олова.

Соли олова, никеля, кобальта и меди

Изделие подключают в электрическую цепь с постоянным или переменным током. В этих условиях на дне пор анодного покрытия происходит осаждение этих самых металлов. Цвет зависит от состава электролита. Большинство из применяемых металлов (олово, никель, кобальт и др.) дают цвета от светлой «бронзы» до черного, а медь – красный цвет. Цвет почти не зависит от толщины покрытия анодного покрытия и зависит в основном только от количества металла, осажденного в поры (рисунок 2).

Рисунок 2 – Процесс осаждения олова в поры анодного покрытия

Электролит на основе сульфата олова

Олово при 0,2 г/м2 дает светлую «бронзу», а при 2 г/м2 – насыщенный черный цвет. Свойства электролитического покрытия аналогичны свойствам обычного сернокислого анодного покрытия. Типичный электролит на основе сульфата олова содержит 14-18 г/л сульфата олова, 15-20 г/л серной кислоты и органические и неорганические добавки. Для получения цветов от светлой «бронзы» до черного требуется время от 0,5 до 15 минут. Основное применение электролитических покрытий – алюминиевые профили и панели для фасадов зданий. Иногда для получения новых оттенков комбинируют адсорбционное и электролитическое окрашивание.

Интерференционное окрашивание алюминия

Дополнительная ванна

Интерференционное окрашивание является разновидностью электролитического окрашивания. Этот метод позволяет получать широкий диапазон цветов благодаря эффекту оптической интерференции. Обычно между анодированием и электролитическим окрашиванием требуется дополнительная операция (ванна) для обработки анодного покрытия на расширение дна пор для повышения интенсивности цвета.

Спрос ограничен

Количество металла, осаждаемого в обычном электролитическом окрашивании, больше, чем в стандартном интерференционном покрытии. Однако в последнем случае этот металл компактно «упакован» на дне пор. Эффект интерференции возникает между двумя светорассеивающими слоями: электро-химически осажденным металлическим слоем на дне пор и поверхностью раздела между оксидным слоем и алюминием, расположенным прямо за ним.

Из всех цветов, получаемых данным методом, наиболее привлекательным считается серо-голубое покрытие. Этот метод цветного окрашивания пока не имеет широкого спроса из-за более сложной технологии и ограниченного набора цветов.

Интегральное окрашивание алюминия

При интегральном окрашивании анодное оксидное покрытие окрашивается само собой в ходе процесса анодирования. Окрашивание происходит или за счет анодирования обычных алюминиевых сплавов в растворах специальных органических кислот или при обычном анодировании в серной кислоте специальных алюминиевых сплавов.

Оксидный слой может окрашиваться в цвет от светлой «бронзы» до черного в зависимости от его толщины. Поскольку этот метод требует сложных и экзотических кислот или таких же сплавов, то он почти полностью вытеснен электролитическим окрашиванием, по крайней мере, в продукции, которая применяется в строительстве.

Технология анодирования алюминия в домашних условиях – подробная инструкция и детали

Современные приспособления, изготовленные из металла, очень сильно отличаются от тех, что делались 30-50 лет тому назад. Они стали лёгкими, устойчивыми к вредным воздействиям, минимально опасными для жизни. Анодированный алюминий занимает одно из ведущих мест среди металлов, которые применяются для изготовления таких приспособлений.

Анодированный алюминий давно и прочно занял место стали и чугуна там, где кроме прочности и устойчивости к внешним воздействиям требуются другие главные качества – лёгкость и пластичность. Он значительно легче стали, поэтому с успехом заменил её в десятках тысяч единиц продукции, используемых в самых разных областях – промышленности, медицине, туризме, спорте.

С появлением технологии анодирования к замечательным свойствам алюминия добавились результаты химической модификации – высокая коррозионная стойкость и сопротивляемость к механическим воздействиям.

Общие сведения о технологии анодирования

Результат анодирования алюминия

Черное анодирование алюминия

Алюминиевый профиль браш и сатинированные смесители Premial®

Изделия, обработанные до зеркального блеска часто царапаются при эксплуатации и со временем тускнеют. На полированных металлах видны следы от прикосновений, лишние блики от прямого солнечного света часто не дают рассмотреть изделие. Поэтому на пике популярности сейчас качественно выполненное сатинирование (satin finishing) — декоративно-отделочная операция для предотвращения коррозии, для улучшения внешнего вида, для придания изделию полублестящей поверхности от микронеровностей.

Сатинирование и браширование металлов — это техника направленного шлифования поверхностей путем нанесения крупных или мелких равномерных царапин-рисок в заданном направлении. После такой обработки получается характерный «штриховой» узор. Выраженность рисунка зависит от степени абразивности применяемых инструментов, поэтому, если штрихи малозаметны и напоминают по текстуре атласную ткань, это сатинированние. Если штрихи крупные и хорошо заметные, то такой «грубый сатин» называется браш.

Особенно этот вид обработки востребован при кастомизации или изготовлении под заказ индивидуальной, дизайнерской продукции. Сатинируют корпуса мобильных телефонов, часов, клинков ножей и кинжалов, посуды из нержавеющей стали и других изделий. Их поверхность после такой обработки становится «атласной» на вид, повреждения или загрязнения, появляющиеся в процессе эксплуатации практически незаметны. При этом изделие блестит, не обладая зеркальной поверхностью, и часто протирать от пятен и следов пальцев не нужно.

Если кастомизированные смартфоны обрабатывают вручную, то профиль для шкафов-купе или смесители из нержавейки сатинируются и брашируются в заводских условиях с постоянными настройками направленного шлифования. Смесители из нержавеющей стали шлифуют в поперечном направлении, алюминиевый профиль — в продольном.

Сатинированные корпусы смесителей Premial® приобретают лощеный вид. Смесители выглядят стильно и дорого, и за такой поверхностью несложно ухаживать. Рисунок едва заметен и воспринимается глазом как полуматовый.

Кроме привлекательного внешнего вида сатиновая обработка устраняет или делает малозаметными поверхностные изъяны нержавеющей стали или алюминия. При этом сатинированная поверхность дольше сохраняет внешний вид, чем блестящая полированная, и она менее притязательна в уходе, чем матовая.

Брашированные декоры алюминиевого профиля относятся к эксклюзивным цветам Premial®. Это группа красивых, стильных декоров, способных украсить модный шкаф-купе без вульгарного налета «гламура». Браши подойдут и интерьеру в сдержанной классике, и к претенциозной модернистской обстановке.

Однако брашированные золото, серебро, графит и шампань мало знакомы российскому покупателю мебели, которые склоняются к привычным анодированным или глянцевым цветам. И именно поэтому мебельные производители неохотно берут браши на склад, относя их к заказным экземплярам. Между тем, это настолько самодостаточный декор шкафного алюминиевого профиля, что для повышения его продаж нужно лишь в выгодном свете продемонстрировать его достоинства в вашем торговом зале или шоу-руме мебельного салона. Кроме того, браширование — не просто вариант эстетической отделки профиля, это еще и финиш для придания профилю для шкафов-купе антикоррозийных свойств.

Браширование (scratch-brushing) стальными цилиндрическими щетками с нитями из стали и карбида кремния удаляет с поверхности алюминия окислы, загрязнения, уплотнения, нанося красивый декоративных рисунок в виде штрихов вдоль длины профиля. Все лишнее наслоение, мягкое или бракованное первоначальное покрытие «вычесывается» без остатка. Технология обработки подразумевает частичное снятие верхнего слоя металла, однако глубина анодирования и интеграции цветного красителя гораздо больше. И брашированный алюминий при всей своей внешней красоте еще и надежно защищен от коррозии.

Геометрия поверхности профиля сохраняется без искажений, равномерность обработки строго контролируется. Риска штрихового узора от вращающихся щеток получается однонаправленной, ровной, частой и визуально делает полированную поверхность профиля матовой. Браш — это приятные на ощупь и красивые профили.

Алюминиевый профиль для изготовления дверей-купе в декорах браш обладает высокими качественными и эстетическими характеристиками. Объясните это своим покупателям в процессе консультации в торговом зале или при выборе материалов для будущего шкафа-купе. Браш, это как раз тот случай, когда качество и стиль перекрывают чуть более высокую цену по сравнению с матовым анодированным профилем.

Подготовительный процесс

Проведение анодирования в домашних условиях

Раствор серной кислоты получают путем разбавления электролита для автомобильных аккумуляторов дистиллированной водой в пропорциях один к одному. Купив канистру емкостью 5 литров, раствора можно получить 10 литров.

голоса

Рейтинг статьи